有杆采油泵井管杆偏磨原因分析及防治措施

于洪润(大港油田采油三厂修井管理中心准备室， 河北 沧州 061023)

有杆采油泵井管杆偏磨原因分析及防治措施

于洪润(大港油田采油三厂修井管理中心准备室， 河北 沧州 061023)

有杆采油泵井管杆偏磨现象在国内外油田开采与运行过程中是一个普遍存在的问题。尤其是一些开采阶段正处于中后期的油田，有杆采油泵井管出现偏磨现象最为明显。造成油田在开采运用过程中不断出现停运、损耗等现象，以此增加了施工难度，提升了开采成本。因此，本文针对有杆采油泵井管杆偏磨现象进行分析，结合国内外偏磨技术的的原理，制定出防治有杆采油泵井管杆偏磨的办法。

有杆采油泵井；管杆偏磨；原因分析；预防措施

磨损是机械设备运行中所存在的一个普遍现象，尤其是在石油开采之中，油杆采油泵井管杆出现偏磨是十分常见的问题。因此，为了提升油井开采水平，避免井内管杆因为偏磨而造成机械设备的损失，降低机械设备的使用寿命、增加运营成本与开采难度，需要引进先进的科学技术与管理体系，制定出合理的设备维护方略，提升管理理念。

1 偏磨机理

(1)直井中的偏磨 在直井中发生偏磨，主要是指管与杆之间相对于井没有发生明显的倾斜与角度的变化，这种情况主要发生在井管位移比较小的作业中。只有抽油杆在井筒的中间位置，才能够保证管与杆之间不会发生任何的接触，有效从摩擦的根源避免摩擦。然而在油田实际开采作业中，井下作业受多种因素影响，使杆受多方面“力”的影响，例如抽油杆的自重、由液柱产生的压力、液击力、柱塞受底部液体的作用力、活塞内与泵筒之间的摩擦力、杆柱与箍接触时所承受的阻力等。在这些系统外力的影响下，杆柱受力而朝某一方向发生弯曲或者是倾斜，以此导致井管与杆柱之间产生偏磨。由于抽油杆是一个细长的柔性杆，在抽油杆柱上有一个“中和点”，即抽油杆的“重心”位置。在抽油杆“重心”位置以上，受设备向上的拉力作用，这是一个垂直向上的单向力，不受外界影响，力的方向始终与地心保持垂直。因此，抽油杆上方的杆径不会发生弯曲。在抽油杆“重心”位置以下，杆柱受自身的重量和轴向压力的影响，这是两个方向的力所产生的一个合力，在二者保持平衡时，抽油杆不会发生任何的弯曲。但是，当抽油杆的轴向压力改变时，就会导致合力的重心发生偏移，以此导致抽油杆发生弯曲磨损。

(2)斜井中的管杆偏磨 斜井自身存在一定的倾斜角度，且这个倾斜角度比较大。因此，这种抽油井一旦抽油杆受压，就会立即导致抽油杆发生力的失衡，以此产生偏磨。这种偏磨现象与直井作业最大的区别就是，斜井中的抽油杆是因井眼的变化而变化，以此造成管杆之间产生磨损。

2 偏磨的影响因素

(1)井眼轨迹 在斜井中，因井眼发生偏移，以此导致井管与抽油杆之间发生摩擦。多数是因为井眼没有规则，以此造成井眼发生弯曲，导致角度的变化，或者是水平方向的位移发生改变。

(2)油井含水的影响 油田步入高含水开采期时，一旦油井中所含的水量超过74%的时候，就能够发生液换现象，将原有的“油包水型”转变为“水包油型”，以此导致管杆表面丧失“原油”重要保护层，导致水与采油设备上的金属配件相接触，增加金属的腐蚀速率，导致原油失去原有的润滑作用。当井液中的含水增加，总重量也会随之增加，管与杆之间的润滑系数明显下降，荷载和阻力显著增加，导致抽油杆发生形变，增加油井与抽油杆之间不断的发生摩擦。

(3)油井生产参数 油井产生参数主要是指抽油杆的直径、抽油机冲次、冲程、泵挂的深度。高冲次生产井的冲次增加，管杆的振动载荷会随之增加。再加上交变载荷的影响，造成管杆发生偏斜，导致井管与抽油杆之间的接触面积增大，导致二者之间发生摩擦。

3 防止管杆偏磨的技术对策

其一，完善抽油杆的结构与材质，提升井管与杆的耐磨性能。结合抽油杆产生偏磨现象的规律，对抽油杆安装“扶正器”，以此减缓井管与杆之间的摩擦。

其二，低坐封载荷封隔器和坐封吨位控制器对需要封层的油井进行分层处理，让泵的上油管能够保持在平衡的受拉状态，避免力的不平衡导致抽油杆发生偏斜，以此降低抽油管的摩擦系数，提升抽油杆的抗磨擦效果。

其三，在杆柱底部配置一部分加重杆，改善杆柱受力状况，使杆柱在上下冲程中始终处于受拉状态，减轻因交变载荷引起的抽油杆弯曲变形。

其四，对抽油杆的接箍材质与处理工艺进行改进，有效提升抽油杆的耐磨性与抗腐蚀性。

其五，在保证油井充足地层供液的情况下，抽油机的生产参数尽可能选用低冲次和长冲程，有效提升抽油杆的称重能力，降低管杆之间的摩擦。

其六，提升对油井作业的监控力度，有效把握抽油管的偏磨情况，及时对抽油管的偏磨现象进行处理。

4 结语

在油井作业中，管与杆之间因管杆的偏离而产生一定的摩擦，是十分常见的一种现象，但是不同的偏离方式，会产生不同的磨损现象，对油井作业的进展存在着不同的影响。因此，想要避免管与杆之间发生机械磨损，需要从管与杆发生偏磨的机理入手，制定出相应的改进策略，防止抽油管发生偏离，以此对症下药，将问题及时有效的解决，提升油田开采效率与质量。

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